天津市造價員繼續(xù)教育-新型建筑材料與新型施工技術(shù)在建設(shè)工程中的運用

新型建筑材料與新型施工技術(shù)在建設(shè)工程中的運用(2009天津市造價員繼續(xù)教育考試課程)第一篇材料篇

一、高性能混凝土及配合比

（一）高性能混凝土

在當(dāng)前世界的建筑物的建造中，鋼筋混凝土作為主要的建筑結(jié)構(gòu)材料而為各種工程上所采用，是一個毋庸置疑的事實。鋼筋混凝土這種重要的結(jié)構(gòu)材料對于20世紀(jì)人類物質(zhì)文明的發(fā)展有非常重要的貢獻(xiàn)。而到了21世紀(jì)，混凝土仍將繼續(xù)成為主要的結(jié)構(gòu)材料。

但近代混凝土的發(fā)展，隨著強度的不斷提高，而使其在更大領(lǐng)域的應(yīng)用上不斷產(chǎn)生新的課題?；炷翉钠渥陨淼男再|(zhì)看，有強度、工作性和耐久性三個方面的要求。而在目前的設(shè)計與使用中，似乎只重視混凝土強度的提高，而對其耐久性則沒有充分的考慮，以致許多長期暴露于各有害介質(zhì)腐蝕環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)過早的發(fā)生破壞。山西大同的鋼筋混凝土大水塔在1987年的突然塌毀，就是一個典型的案例。目前在整個工程領(lǐng)域，大跨度橋梁、超高層建筑物、大型水利工程等超高、超大、超長的建筑物（構(gòu)筑物）的施工的不斷增加，未來的海底隧道、海上采油平臺，核反應(yīng)堆的外殼以及各有毒有害物的處置回收工程等在劣化環(huán)境中的建造，都將對混凝土耐久性提出更高的要求?？梢赃@么說，對于相當(dāng)一部分建筑物（構(gòu)筑物）而言，混凝土的耐久性甚至要比混凝土的強度更為重要、更有實際意義。

而從另一方面說，進(jìn)入21世紀(jì)以來，混凝土的技術(shù)發(fā)生了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。原材料的發(fā)展給混凝土的突破性使用帶來可能性，而工程建設(shè)急需解決的耐久性問題，又是混凝土技術(shù)發(fā)展的一種必然。當(dāng)目前頗多的混凝土新材料、新技術(shù)快速的發(fā)展，就使各種混凝土如纖維混凝土、再生混凝土、自密實混凝土、聚合物混凝土以及高性能混凝土的不斷涌現(xiàn)。其中，高性能混凝土被譽為“21世紀(jì)混凝土”。足以說明高性能混凝土的獨特地位與作用。

1.高性能混凝土的現(xiàn)狀與發(fā)展

20世紀(jì)80年代末，由于工程發(fā)展的需要，美國率先提出高性能混凝土的概念。1990年5月，美國工程權(quán)威部門為高性能混凝土作出了如下定義：即“具有所需性能要求的勻質(zhì)混凝土。”這些性能包括易于澆筑、搗實而不發(fā)生離析；能長期保持其力學(xué)性能；早期強度高、韌性高、體積穩(wěn)定性好；在劣化環(huán)境下使用壽命長等。隨之，歐美及日本學(xué)者紛紛進(jìn)行深入的研究，并不斷提出對高性能混凝土的研究成果。

在世界范圍內(nèi)，一時間對此形成理論與實際的熱點。到1998年，美國混凝土協(xié)會更進(jìn)一步定義高性能混凝土為：“高性能混凝土是符合特殊性能組合和勻質(zhì)性要求的混凝土，如果采用傳統(tǒng)的原材料組分和一般的拌和、澆筑與養(yǎng)護(hù)方法，未必總能大量地生產(chǎn)出這種混凝土?！蔽覈择T乃謙、吳中偉教授為代表的工程界也對高性能混凝土的研究做出自己的貢獻(xiàn)。中國土木工程學(xué)會高強與高性能混凝土委員會為高性能混凝土作了定義性的描述：“即以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土?！痹摲N混凝土應(yīng)能保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等諸項要求。一般而言，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑。

2.高強混凝土

一般我們常把強度等級為C10－C50的混凝土稱為普通強度級別的混凝土，而把C60－C90的混凝土稱為高強混凝土，強度等級大于C100的混凝土稱為超高強混凝土。而所謂高強混凝土是指采用常規(guī)的的通用水泥（即硅酸鹽水泥等）、普通的砂石料作原材料，采用常規(guī)的制作工藝，同時摻加各種外加劑（主要是高效減水劑），同時也摻加一定數(shù)量的礦物質(zhì)超細(xì)粉等活性混合材料制成的混凝土。該種混凝土制成后，具有很高的抗壓強度、孔隙率極低、密實度較好，而抵抗變形的能力大等特點。

高強度混凝土是為滿足現(xiàn)代的超高、超大、超長的建筑物（或構(gòu)筑物）的建設(shè)而發(fā)展起來的混凝土品種，在建筑、橋梁、港口、海工、地下等各種工程的廣泛應(yīng)用，使其越來越為工程界所重視，工程上的廣泛應(yīng)用使高強混凝土在理論與實踐不斷得到發(fā)展。

高強度混凝土與傳統(tǒng)的普通混凝土相比，它在原材料的選用和配合比的設(shè)計中，有顯著的區(qū)別。其一是原材料使用的多樣化，即使用大量的礦物質(zhì)超細(xì)粉體，這樣可使水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2及水發(fā)生水化反應(yīng)，生成有利于強度的水化產(chǎn)物。超細(xì)的礦物質(zhì)粉體還能使水泥水化生成的Ca（OH）2,使結(jié)晶物更為細(xì)小，減少有害的片狀物Ca（OH）2含量，提高界面過渡層的密實程度，從而改變混凝土的微觀結(jié)構(gòu)。另外，由于超細(xì)的礦物質(zhì)粉體的摻入，可使混凝土內(nèi)部的孔隙得以進(jìn)一步的填充。其二是采用低水灰比。高效減水劑的引進(jìn)，可解決混凝土低水灰比要解決的技術(shù)問題。一般混凝土中的水泥水化要求水灰比不應(yīng)低于0.4，但為使混凝土具有較高強度，水膠比（即膠凝材料不僅包括水泥，而且應(yīng)包括超細(xì)礦物質(zhì)粉料）應(yīng)在0.3～0.4，所以有相當(dāng)一部分水泥顆粒不能完全參加水化作用，在混凝土中實際上起骨架作用。當(dāng)然，如果能減少水泥的用量，而用超細(xì)的礦物質(zhì)粉料加以替代，使摻入的這部分超細(xì)的礦物質(zhì)粉料能起很好的填充作用，也可防止水泥水化熱而引起的開裂。

我們應(yīng)看到，對高強混凝土強度起最主要作用的應(yīng)推粗骨料，其性能和種類將影響混凝土的抗壓強度和彈性模量。強度等級為C50－C60的混凝土，可能對骨料沒有更多的要求；但如果強度等級為C70乃至C70以上的高強混凝土，應(yīng)重點關(guān)注所采用的粗骨料的性能。從規(guī)范JGJ55—2000中看，應(yīng)注意以下幾個問題：

①應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥；

②對C60級的混凝土粗骨料的最大粒徑不大于31.5mm，對大于C60級混凝土粗骨料的最大粒徑不大于25mm，要控制針片狀顆粒，其含量不應(yīng)大于5.0%，含泥量不應(yīng)大于0.5%；

③細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)不宜大于2.6，含泥量不應(yīng)大于2.0%；

④高強混凝土的配制宜選用高效減水劑；

⑤高強混凝土的配制宜采用活性較好的礦物摻合料，優(yōu)先考慮復(fù)合礦物摻合料的摻入；

⑥高強混凝土的用水量可采用普通混凝土的確定方法加以確定；

⑦高強混凝土的基準(zhǔn)配合比中的水灰比計算應(yīng)著眼于根據(jù)現(xiàn)有試驗所提供的數(shù)據(jù)資料加以選取，而不僅采用保羅米公式，不單純依賴于簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系，對所采用的砂率、外加劑以及礦物摻合料的種類與摻量，均應(yīng)通過試驗加以確定；

⑧高強混凝土配合比的試配和計算步驟應(yīng)與普通混凝土基本相同。

3.高性能混凝土

（1）高性能混凝土的分類

目前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用的高性能混凝土主要有三類：

1.）活性細(xì)粉混凝土

指在混凝土中摻入超細(xì)粉物質(zhì)，一方面超細(xì)粉礦物質(zhì)摻合料作為微集料填充膠凝材料空隙，使硬化水泥石結(jié)構(gòu)致密，孔徑細(xì)化，改善混凝土界面結(jié)構(gòu)；另一方面，還能參與膠凝材料水化反應(yīng)，從而提高混凝土的耐久性和強度。

2.）機敏型高性能混凝土

指具有自身診斷、自身控制、自身修復(fù)等機敏能力功能的混凝土，如自密實混凝土、內(nèi)養(yǎng)護(hù)混凝土、承受高溫的高強混凝土。

3.）纖維混凝土

是指混凝土中摻加各種纖維，包括鋼纖維、玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、開夫拉纖維、丙烯酸纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維、尼龍纖維、聚乙烯纖維等。普通水泥基材具有較高的抗壓強度、較大的剛度與較好的長期耐久性，但存在著凝結(jié)硬化過程中收縮大、抗拉強度低、極限延伸率小、抗沖擊性差等特點。而纖維摻入混凝土可改善抗拉性能和抗裂性能。

（2）高性能混凝土的特點

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下獨特的性能：

1）高性能混凝土具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定該種混凝土都具有高強度，中、低強度亦可。

2）高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應(yīng)具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模板；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。

3）高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護(hù)工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，在使用的壽命周期中不發(fā)生顯著的強度與性能損失，是高性能混凝土應(yīng)用的主要著眼點。

4）高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形，在保持工程結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性方面較好。

概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，高性能混凝土能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價。

（3）高性能混凝土材料組成

高性能混凝土材料組成包括了與普通混凝土相同的水泥、水及砂、石等粗細(xì)骨料等四種成分，當(dāng)然還必須有高效外加劑、礦物微細(xì)粉等第五和第六種成分。因為混凝土要達(dá)到人們所要求的高性能，最重要的技術(shù)手段就是使用復(fù)合的超塑化劑和超細(xì)礦物質(zhì)摻合料。之所以強調(diào)高性能混凝土與普通混凝土的不同，原因之一即原材料的使用方面的要求，對高性能混凝土的影響遠(yuǎn)大于對普通混凝土的影響。

1）水泥

配制高性能混凝土對于水泥的要求，先要確保其最低流動性的要求，其次還要求在低水灰比的條件下，該種水泥能促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，使水泥石的結(jié)構(gòu)更加密實。因而，減少水泥熟料中的鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）的總量是必須的，一般認(rèn)為，硅酸二鈣（C2S）含量超過50%的低熱型硅酸鹽水泥，在配制高性能混凝土?xí)r是較為適宜的水泥品種。一般來說，硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥是常采用的品種。

除此以外，還有一些新型水泥也應(yīng)在配制高性能混凝土?xí)r作為所選之列。如：球形水泥、調(diào)粒水泥、超細(xì)水泥和活化水泥等。

球形水泥是指將水泥的顆粒制作成球狀，而目前使用的各種通用水泥，在電子顯微鏡下觀測，是碎石狀的，這是在水泥生產(chǎn)過程中采用球磨機磨細(xì)的結(jié)果。這種形狀的差異使球形水泥在水化凝結(jié)過程中有了自身的優(yōu)勢。它比普通水泥具有更加優(yōu)良的物理與力學(xué)性能，是一種高性能水泥。

調(diào)粒水泥是指將水泥組成中的各種粒徑分布進(jìn)行重新調(diào)整，以提高膠凝材料的在混凝土中的填充率，同時由于超細(xì)分的礦物質(zhì)的摻入，可獲得最密實的填充。由此，這種水泥具有一定的早期強度，水化熱較低且放熱速度較慢，流動性較好。該類膠凝材料比通用水泥具有更多優(yōu)良性能的特點。

超細(xì)水泥是指水泥的比表面積可超10000cm2/g的水泥。（注意，硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)不小于300cm2/g與普通水泥不同的是，其凝結(jié)硬化速度更快、早期強度增長更快，且其24h內(nèi)的水化反應(yīng)及結(jié)構(gòu)形成，也與普通水泥不同。

活化水泥是指將水泥熟料和粉狀超塑化劑混合濕磨，也可把礦物質(zhì)材料與粉狀超塑化劑混磨，可得到需水量地的膠結(jié)材料，其活性會大大提高。

2）粗、細(xì)骨料

配制高性能混凝土的關(guān)鍵之一，是正確地選擇骨料品種。一般而言，選擇碎石比卵石有利；粗細(xì)骨料的吸水率低的品種較有利。高性能混凝土可用河砂或碎石砂作細(xì)骨料，在配制抗壓強度為100MPa以上的高強度、高性能混凝土?xí)r，應(yīng)選用硬質(zhì)砂巖碎石，山卵石不宜用來配制高性能混凝土。

選擇骨料的基本原則是：骨料級配良好，空隙率盡可能低，在達(dá)到同樣流動性時的水泥漿用量少，混凝土的自收縮變形低，水化熱低、體積穩(wěn)定性好，因而對強度、對耐久性都好；骨料的力學(xué)性能應(yīng)滿足基本要求，其體積密度和堆積密度應(yīng)較大，有較低的吸水率，表面應(yīng)粗糙，粒形好，針片狀顆粒比例低，粗骨料最大粒徑應(yīng)低于20mm；彈性模量較大，無堿活性；不含泥塊，含泥量低于1.0%，不含有機物、硫化物和硫酸鹽等雜質(zhì)。

2.混凝土外加劑與外摻料

（1）混凝土外加劑

外加劑是當(dāng)今混凝土研究和應(yīng)用領(lǐng)域的重點與熱點之一，是混凝土不可缺少的組成成分之一。國內(nèi)外的工程實踐表明，混凝土性能的改善以及其施工技術(shù)的進(jìn)步均與應(yīng)用外加劑緊密相關(guān)。摻加少量的外加劑可以改善新拌混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理性質(zhì)和耐久性，同時，外加劑的研究和應(yīng)用，也促進(jìn)了混凝土的生產(chǎn)和施工工藝的發(fā)展，當(dāng)然也促進(jìn)了新型混凝土材料的研究與發(fā)展。

混凝土外加劑有很多種類，根據(jù)《混凝土外加劑的分類、命名與定義》（GB8075—1987）的規(guī)定，混凝土外加劑按其主要功能劃分可有四類。

1）改善混凝土拌合物流變性能的外加劑。如減水劑、引氣劑等。

2）調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時間和硬化性能的外加劑。如早強劑、緩凝劑、速凝劑等。

3）改善混凝土耐久性的外加劑。如阻銹劑、防水劑等。

4）改善混凝土其他性能的外加劑。如膨脹劑、泵送劑、發(fā)泡劑、著色劑等。

混凝土外加劑大部分為化工制品，也有一部分為工業(yè)副產(chǎn)品。外加劑由于其摻量小、作用大，因而使用的范圍廣泛。

在諸多的混凝土外加劑中，減水劑是目前研究和使用最為廣泛的一種外加劑。它的技術(shù)水平可以代表整個外加劑的使用水平。

混凝土減水劑也可稱為分散劑、超塑化劑。目前，國內(nèi)外工程界又將混凝土減水劑分為標(biāo)準(zhǔn)型、引氣型和早強型等幾種。既然混凝土減水劑是一種旨在改善混凝土拌合物流變性能的外加劑，那么弄清它的作用機理就非常必要。減水劑其本質(zhì)是一種表面活性物質(zhì)，加入混凝土中能起到吸附和分散作用，當(dāng)混凝土中的水泥開始水化時，易形成絮狀結(jié)構(gòu)，并包裹相當(dāng)一部分水分，這部分水不參加水化，未來蒸發(fā)后將成為混凝土中孔隙的來源，而影響混凝土的強度等功能。正因為減水劑的活性分散的作用，可把水泥絮狀體中的水分釋放出來，以參加水化，也使水泥質(zhì)點間的潤滑作用加強，水化速度改變，從而提高了混凝土的密實性。

一般認(rèn)為，混凝土減水劑的發(fā)展可有三個階段，即以木質(zhì)素磺酸鈣為代表的第一代普通減水劑使用階段，這類減水劑屬于陰離子表面活性劑；以萘系為代表的第二代高效減水劑的使用階段；以聚羧酸鹽為代表的第三代高效能減水劑使用階段，這是目前正經(jīng)歷的以此作為研究和應(yīng)用重點的階段。聚羧酸鹽為代表的第三代高效能減水劑的研究開發(fā)開始于20世紀(jì)80年代末90年代初，其分子結(jié)構(gòu)形式可有多種變化，可直接合成得到性能不同的各種減水劑，其分散能力遠(yuǎn)高于萘系為代表的第二代高效減水劑，可滿足混凝土坍落度損失控制的要求，并能同時適應(yīng)建筑工程對混凝土多種性能的要求，有廣闊的研究與開發(fā)前景。聚羧酸鹽為代表的第三代高效能減水劑是一種性能獨特、無污染的新型高效減水劑，是高效能混凝土的理想外加劑。

與眾多系列的減水劑相比較，混凝土聚羧酸鹽系高性能減水劑具有高效減水（減水率最高可達(dá)25%甚至更多）、改善孔結(jié)構(gòu)和改善其密實程度、可控制坍落度損失，更好的控制混凝土的引氣、緩凝、泌水等問題。在用于不同類的水泥時，與其有相對更好的相容性。該類減水劑即使在低摻量時，也能使混凝土獲得較高的流動性，在低水灰比時具有低粘度等性能。與眾多系列的減水劑相比較，混凝土聚羧酸鹽系高性能減水劑有以下幾個優(yōu)點：①低摻量（僅為水泥等膠凝材料用量的0.2%～0.5%）而發(fā)揮較高的分散特性；②坍落度損失??；③在流動性相同的條件下，延緩凝結(jié)時間較少；④分子結(jié)構(gòu)的自由度大，制造中可控因素多，高性能化的潛力大；⑤合成時不使用甲醛，對環(huán)境不易造成污染；⑥與水泥和其他種類的外加劑相容性好；⑦使用該類型的減水劑，可能是由更多的礦渣或粉煤灰作為水泥的替代物，可降低成本；⑧低收縮，有一定的引氣量；⑨聚合途徑較多，合成工藝簡單；⑩合成的材料來源廣泛。由以上特點可知，21世紀(jì)世界范圍內(nèi)使用的混凝土外加劑，尤其是用于高效能混凝土的外加劑主要應(yīng)是聚羧酸鹽系高性能減水劑。

我國目前，幾乎在所有國家的大中型重點工程、重大工程中，聚羧酸鹽系高性能減水劑均得到廣泛的應(yīng)用，諸如橋梁、海工、水利、水電等使用的尤其較多。在三峽工程、龍灘水電站、杭州灣大橋、磁懸浮鐵路工程等均加以采用。隨著工程實踐的驗證，隨著科學(xué)界、研究和設(shè)計領(lǐng)域?qū)埕人猁}系高性能減水劑的認(rèn)識的加深，企業(yè)方面的大力宣傳與推廣，聚羧酸鹽系高性能減水劑已被作為新世紀(jì)的一項重要的產(chǎn)業(yè)。可以預(yù)見，隨著聚羧酸鹽系高性能減水劑在原材料質(zhì)量、生產(chǎn)工藝、復(fù)配技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)等方面的不斷提高與發(fā)展，目前制約聚羧酸鹽系高性能減水劑廣泛應(yīng)用的許多技術(shù)難點會被逐一的解決，聚羧酸鹽系高性能減水劑在我國混凝土工程應(yīng)用中會面臨更多的機遇，其市場前景也會越來越廣闊。

（2）外摻料

活性超細(xì)礦物質(zhì)是在摻加于混凝土中，并作為混凝土膠凝材料的一部分，用于改善和提高高強度、高性能混凝土拌合物及其硬化后的混凝土的性能、其粒徑≤10um（微米）的礦物質(zhì)粉體，被稱為“混凝土的第六種材料”，如果要使普通混凝土高性能化，活性超細(xì)礦物質(zhì)必然是其不可或缺的一部分。

由于超細(xì)礦物質(zhì)粉體的這種超細(xì)化的顆粒特征，它必然存在著與其它混凝土組成材料不同的新的特性。如：化學(xué)活性較高，有較高的流化作用；對混凝土中的微細(xì)孔有良好的填充作用；同時其表面能較高。在高性能混凝土采用活性超細(xì)礦物質(zhì)是因其可使提高混凝土拌合物的流動性，可使水泥石結(jié)構(gòu)達(dá)到致密的程度。一般而言，活性超細(xì)礦物質(zhì)粉體具有如下作用：改善新拌混凝土的工作性和抹面的質(zhì)量，也降低了混凝土的溫升；可以調(diào)整混凝土不同階段強度的發(fā)展，提高混凝土的后期強度；提高混凝土抗化學(xué)腐蝕能力。

超細(xì)礦物質(zhì)粉體的外摻料的主要種類有粉煤灰、硅粉、高爐礦渣、沸石等。分別介紹如下：

1）粉煤灰

粉煤灰是用煤粉爐發(fā)電的電廠排放出的煙道灰，即工業(yè)廢棄物，其由大部分直徑以um（微米）計的實心和中空的玻璃微珠組成，還包括有少量的托勃莫來石、石英等物質(zhì)。目前，粉煤灰作為水泥混凝土中的一個重要組分，能顯著提高混凝土的強度和耐久性，同時還能保證混凝土的外觀質(zhì)量，它的普遍在工程上的采用，還可提高環(huán)保效益，亦可節(jié)約水泥，從而降低了工程造價?？梢哉f，粉煤灰作為混凝土的材料之一加以應(yīng)用，是水泥混凝土持續(xù)發(fā)展的方向，有著廣泛的應(yīng)用前景。

2）硅粉

硅粉（簡寫SF）又稱硅灰，鐵合金在冶煉硅鐵和工業(yè)硅（金屬硅）時，從煙塵中收集的一種飛灰，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強的二氧化硅（SiO2）和硅（Si）氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而形成的一種球狀體。它是大工業(yè)冶煉中的副產(chǎn)物，整個過程需要用除塵環(huán)保設(shè)備進(jìn)行回收，因為其質(zhì)量比較輕，還需要用加密設(shè)備進(jìn)行加密。根據(jù)硅石原料、還原劑或爐況的不同，絕大多數(shù)微硅粉呈灰色或深灰色。在形成過程中，因相變的過程中受表面張力的作用，形成了非結(jié)晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團(tuán)聚體。白色微硅粉較為罕見。

3）高爐礦渣高爐礦渣是高爐鑄鐵過程中的副產(chǎn)品，也稱?；郀t礦渣。高爐礦渣是指生產(chǎn)鑄鐵時，每噸鑄鐵需要一定量的鐵礦石、焦炭和石灰石，將其裝入高爐內(nèi)，鼓入熱風(fēng)，而此時焦炭的燃燒，會放出熱量，也包括還原性氣體，靠其將鐵礦石還原、熔融，生成生鐵水。而鐵礦石中的雜質(zhì)和焦炭中的灰分等成分與石灰石在高爐內(nèi)形成高爐礦渣，這種礦渣密度較小，融于生鐵水表面。生鐵每一噸，即可產(chǎn)生約0.3噸的渣。這種礦渣經(jīng)水或水蒸氣等的急速冷卻處理得到質(zhì)地疏松、多孔的粒狀物，也稱水淬礦渣。粒化高爐礦渣在急冷的過程中，熔融礦渣的粘度增加很快，來不及結(jié)晶，大部分呈玻璃態(tài)，其中儲存有潛在的化學(xué)能。水淬高爐礦渣的密度為1.89～2.77g/㎝3,比表面積3500㎝2/g的礦渣，密度為1.89～2.77g/㎝3。

粒化高爐礦渣的化學(xué)成分有氧化鈣、氧化錳、氧化鋁，二氧化硅和氧化鐵等和少量的硫化物。一般礦渣中，氧化鈣、氧化鋁和二氧化硅含量占90%以上。其活性主要來源于活性氧化鈣和活性氧化鋁。其粉體松散的堆積密度1.1㎏/L，密實的堆積密度1.25㎏/L。礦渣的超細(xì)粉替代混凝土中的部分水泥后，可降低混凝土每立米的用水量，即可提高混凝土的耐久性與強度。

活性超細(xì)粉的礦物質(zhì)等量的替代水泥的最大用量，一般應(yīng)按以下要求：

①磨細(xì)礦渣≤70%；

②粉煤灰≤30%；

③硅灰≤10%；

④磨細(xì)天然沸石≤10%；

⑤復(fù)合的活性超細(xì)粉摻量一般≤30%。

對于超細(xì)粉礦物質(zhì)摻料的研究表明，目前的應(yīng)用都非單摻，一般認(rèn)為，采用單一的超細(xì)粉礦物質(zhì)摻料因其在混凝土中的作用是有其各自的優(yōu)缺點的，不能充分發(fā)揮起主要的作用，兩種或兩種以上的超細(xì)粉礦物質(zhì)摻料的混合使用復(fù)合效果會更好。復(fù)合材料有其“超疊效應(yīng)”，如采用適當(dāng)?shù)谋壤褂脙煞N或兩種以上的超細(xì)粉礦物質(zhì)摻料，會充分利用各種摻合料的優(yōu)點。

3.混凝土的配合比

能配制高性能混凝土的最主要的技術(shù)手段，就是使用復(fù)合的超塑化劑和超細(xì)的礦物質(zhì)粉料的摻合料。與配制普通的混凝土相比，其高性能的要求和對各種材料成分的要求會更加嚴(yán)格，只有采用這樣的配合比設(shè)計，混凝土才能更加均勻，質(zhì)地更加致密，其性能也才能大為改善。當(dāng)然，與普通的混凝土的配制相比，高性能混凝土配合比的設(shè)計和計算會更加復(fù)雜。

（1）基本要求

1）更高的工作性和普通混凝土相比，高性能混凝土的配制要求有更高的工作性，高性能混凝土拌合物的工作性應(yīng)該比強度更顯得重要。它是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。高性能混凝土拌合物一定應(yīng)具有高流動性。其坍落度應(yīng)不小于180mm，若要求免振時，其坍落度應(yīng)不小于250mm。為適應(yīng)混凝土泵送的要求，還應(yīng)有可泵型的要求。當(dāng)然，混凝土拌合物的特性中，也不應(yīng)缺少體積穩(wěn)定、不離析、不泌水等的特點。該高性能混凝土拌合物在配制時，還應(yīng)考慮減少流動性的損失（也即坍落度的損失），以滿足施工質(zhì)量的要求。作為高性能混凝土拌合物工作性的影響因素，水泥砂漿用量、骨料的級配、外加劑的品種及摻用量應(yīng)該是比較主要的因素。

2）更高的耐久性混凝土是在一定的環(huán)境條件下使用的，研究不同環(huán)境與條件對其性能的影響是非常重要的方面。所謂耐久性，一般包括抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性、抗堿－骨料反應(yīng)以及抗化學(xué)腐蝕性等方面。高性能混凝土配制的著眼點，主要是其耐久性。應(yīng)根據(jù)不同環(huán)境和要求，仔細(xì)研究，充分考慮其各種影響，才能正確地進(jìn)行配合比設(shè)計。在需要以強度為主控制配合比設(shè)計的承重結(jié)構(gòu)的混凝土配合比中，在滿足強度要求的同時，要考慮結(jié)構(gòu)耐久性的基本要求。

3）相應(yīng)的強度要求

4）經(jīng)濟(jì)性

對高性能混凝土的配合比也應(yīng)遵循混凝土配合比的法則，即水灰比的法則、混凝土密實體積的法則、最小單位用水量法則和最小水泥用量法則等。

水灰比的法則是指混凝土的水灰比大小將決定混凝土的強度，并影響混凝土的耐久性。混凝土的強度與水泥強度成正比，與灰水比成正比。水灰比一經(jīng)確定，不能輕易改變。當(dāng)然對于高性能混凝土而言，水灰比中的“灰”不僅指水泥，而且包括所有的膠凝材料，故我們可稱其為水膠比。這種理論是在1918年美國的阿布拉姆斯作了五萬多次試驗，而提出的水灰比法則，認(rèn)為塑性混凝土的抗壓強度完全受水灰比的控制，而與其他因素?zé)o關(guān)。我國自20世紀(jì)50年代以來，長期使用保羅米的統(tǒng)計公式，我們現(xiàn)在的教科書，也以此為經(jīng)典內(nèi)容。其推導(dǎo)的計算公式如下：

原公式試驗時的條件是采用硅酸鹽水泥、級配良好而清潔的河砂、粒形均勻的石子，系數(shù)A、B依石子品種而定。這個公式一般應(yīng)適用于坍落度為10～90mm的塑性混凝土?？紤]施工的可操作性和滿足經(jīng)濟(jì)性的要求，在使用該公式時，我國要求水泥強度Rc和混凝土強度R28的關(guān)系為Rc=（1.5～2.0）R28。但隨著水泥標(biāo)準(zhǔn)的變化，《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55－2002）修改了保羅米的統(tǒng)計公式。水泥的標(biāo)準(zhǔn)的修改，原經(jīng)驗系數(shù)A和B，現(xiàn)在采用回歸系數(shù)αa和αb，其值也根據(jù)全國范圍內(nèi)的進(jìn)行的水泥的1184次水泥強度和混凝土3768次強度試驗，得出的規(guī)范推薦值。目前的水灰比計算公式就成了現(xiàn)在的形式：

我國自1970年以來，開始引進(jìn)高效減水劑，上個世紀(jì)的80年代至今，高效減水劑得到大量應(yīng)用以后，混凝土的強度不再單純依賴水泥的強度，我們現(xiàn)在已經(jīng)能用原GB175－1977水泥標(biāo)準(zhǔn)的425＃水泥（相當(dāng)于現(xiàn)在的水泥標(biāo)準(zhǔn)的32.5強度等級）配制出C60的泵送混凝土。雖然從原材料的構(gòu)成看，還是水泥、粗細(xì)骨料和水構(gòu)成的硬化體，但其內(nèi)涵已發(fā)生了大變化。強度的總體水平大為提高，流動性從低塑性到當(dāng)前泵送混凝土所需的大流動性，原材料也有了大的變化。對配合比的認(rèn)識，理應(yīng)重新加以審視。

（2）高性能混凝土的配合比計算

按我國現(xiàn)行的《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CECS207:2006）對高性能混凝土配合比設(shè)計作如下規(guī)定：

1）一般規(guī)定

高性能混凝土的配合比設(shè)計應(yīng)根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)工程的要求，確保其施工要求的工作性，同時考慮結(jié)構(gòu)混凝土的強度和耐久性。也即所謂混凝土配合比設(shè)計滿足的“三性”（即工作性、強度特性和耐久性）的基本要求。

耐久性設(shè)計應(yīng)針對混凝土結(jié)構(gòu)所處的外部環(huán)境中的各種劣化因素的作用，使結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)不超過容許的劣化狀態(tài)。

2）高性能混凝土的配合比設(shè)計

高性能混凝土的試配強度應(yīng)滿足下式：

fcu—混凝土試配強度，MPa；

fcu.k—混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度值，MPa；

—混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)無統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，對商品混凝土可取4.5MPa；

t—強度保證率系數(shù)。

高性能混凝土的單方用水量不宜大于175㎏/m3；膠凝材料總量宜為450～600㎏/m3。其中礦物質(zhì)超細(xì)粉用量不宜大于膠凝材料總量的40%；宜采用低水膠比；砂率宜為37～44%；高效減水劑的用量宜根據(jù)坍落度要求而定。

一般而言，高性能混凝土的配合比設(shè)計，因?qū)炷恋牟煌瑐?cè)面的要求不同而不同，如有混凝土抗碳化的耐久性設(shè)計、抗凍性的耐久性設(shè)計、抗鹽害的耐久性設(shè)計和抗硫酸鹽腐蝕的耐久性設(shè)計等。

①抗碳化的耐久性設(shè)計

和普通混凝土的配合比設(shè)計要求一樣，高性能混凝土進(jìn)行抗碳化的耐久性設(shè)計主要計算水膠比（普通混凝土一般稱水灰比）。其水膠比的計算公式如下：

C—混凝土保護(hù)層厚度，mm；

α—碳化區(qū)分系數(shù)，室外取1.0，室內(nèi)取1.7；

t—設(shè)計使用年限，年。

②抗凍性的耐久性設(shè)計

凍害地區(qū)可分為微凍地區(qū)、寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)根據(jù)凍害設(shè)計外部劣化因素的強弱，按相應(yīng)規(guī)定確定水膠比的最大值。（可分別為0.50、0.45、0.40）

高性能混凝土的抗凍性（凍融循環(huán)次數(shù)）可按規(guī)范規(guī)定方法測定，應(yīng)根據(jù)混凝土的凍融循環(huán)次數(shù)確定混凝土的耐久性系數(shù)，按下式計算：

Km—混凝土抗凍耐久性系數(shù)；

N—混凝土試件凍融試驗進(jìn)行至相對彈性模量等于60%的凍融循環(huán)次數(shù)；

P—參數(shù)，取0.6。

③抗鹽害的耐久性設(shè)計（從略）

④抗硫酸鹽腐蝕的耐久性設(shè)計

抗硫酸鹽腐蝕的混凝土應(yīng)采用的水泥，其礦物組成應(yīng)符合鋁酸三鈣（A3C）含量小于5%，硅酸三鈣（S3C）小于50%的要求；礦物微細(xì)粉應(yīng)選用低鈣粉煤灰、偏高嶺土、礦渣天然沸石粉或硅粉等。

二、其他新型材料

1.墻體節(jié)能保溫材料

節(jié)能目前是世界各國眾所矚目的問題，大多數(shù)國家尤其歐美發(fā)達(dá)國家，對節(jié)能技術(shù)給以

足夠的重視和充分的研究。而建筑節(jié)能在整個能源節(jié)約的鏈條中，又是非常重要的一環(huán)。近30年來，在推廣建筑節(jié)能的法規(guī)實施、推進(jìn)建筑節(jié)能的設(shè)計與施工，提倡新型建筑保溫材料的開發(fā)與應(yīng)用，實行建筑節(jié)能產(chǎn)品的認(rèn)證與管理等方面，我國與世界各國均做了大量的工作，取得了令人矚目的進(jìn)展。目前，我國單位建筑面積采暖能耗已占到全國總能耗的1/3，相當(dāng)于氣候相近的國家的2～3倍，建筑節(jié)能的進(jìn)展直接影響整個節(jié)能工作的進(jìn)展，建筑業(yè)節(jié)能形勢嚴(yán)峻。推廣建筑節(jié)能刻不容緩。

建筑節(jié)能的前提是圍護(hù)結(jié)構(gòu)也即墻體、門窗與屋面采用節(jié)能材料，由于保溫節(jié)能，減少能耗。而作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻體材料應(yīng)主要包括加氣混凝土砌塊、輕集料砌塊、粉煤灰空心砌塊等保溫節(jié)能材料，新型墻體材料還應(yīng)有以節(jié)能環(huán)保為前提的各種新型保溫節(jié)能復(fù)合板材。

所謂復(fù)合板材是指由不同功能的材料分層復(fù)合而成的墻板，它能充分發(fā)揮各種不同的功能材料的功效。復(fù)合墻板的保溫隔熱形式有三種形式：

保溫隔熱材料放在內(nèi)、外面層材料中間，復(fù)合墻板主要指這種夾芯板的形式的復(fù)合墻板，這是當(dāng)前應(yīng)有的主流品種；

保溫隔熱材料設(shè)置在復(fù)合墻板的兩側(cè)，制作時即將保溫隔熱層同時作為模板，但這種形式產(chǎn)品很少見；

保溫隔熱材料設(shè)置在復(fù)合墻板的一側(cè)，這樣可有效的防止墻體內(nèi)部結(jié)露，其主要應(yīng)用在已建的建筑物墻體性能的改善或舊房屋的維修上。

復(fù)合墻體材料按使用功能劃分，可分為三大類，即墻面板材料、保溫吸聲材料和墻體龍骨材料。對于復(fù)合墻體面板材料的一般要求包括：應(yīng)具備良好的耐火、耐水性能，同時要求質(zhì)輕和板?。ê穸纫话銥?0～20mm）。滿足這種要求的材料可有紙面石膏板、纖維增強水泥板、纖維增強硅酸鈣板等。對吸聲材料的要求一般多為，具有優(yōu)良的吸聲和保溫性能的無機纖維類材料。如礦棉、巖棉、玻璃棉等。而常用作龍骨材料的有輕鋼龍骨和石膏龍骨，前者為主要品種，后者應(yīng)用少些。

復(fù)合墻板有

（1）鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板

鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板的芯材有輕質(zhì)泡沫塑料（聚苯乙烯或聚氨酯泡沫塑料）以及輕質(zhì)無機纖維（巖棉和玻璃棉等）兩大類。

鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板有集合式和整體式兩種。所謂集合式鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板是以美國“泰柏板”為代表，它是先將兩層鋼絲網(wǎng)用“之”字形鋼絲焊接起來，然后在空隙中插入保溫芯材而形成的板材。

而整體式鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板則是以比利時Sismo、奧地利的3D板和韓國的SRC板為代表，這種板是先將保溫芯材放置于兩層鋼絲網(wǎng)之間，然后再用短的連接鋼絲將兩層鋼絲網(wǎng)焊接起來。

這兩種形式的鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板是通過連接鋼絲與兩層鋼絲網(wǎng)組成一個穩(wěn)定的三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，而第二種整體式鋼絲網(wǎng)水泥夾芯復(fù)合板的生產(chǎn)效率高，芯材與鋼絲網(wǎng)之間不易移位，同時產(chǎn)品規(guī)格的變化較為靈活。

（2）鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板（GY板）

鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板采用兩層平行鋼絲網(wǎng)片中間填充以半硬質(zhì)的巖棉板，用短的聯(lián)系鋼絲將兩層鋼絲網(wǎng)焊接起來，形成一個聯(lián)系鋼絲與兩層鋼絲網(wǎng)組成的穩(wěn)定的性能優(yōu)良的半空間網(wǎng)架體系。這是一種新型建筑墻體板材，簡稱GY板。鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板在工廠制作，可根據(jù)不同要求可制成長度、寬度和厚度各異的板塊，運往施工現(xiàn)場組裝、表面噴涂或水泥砂漿后可作多種裝飾。GY板適用于各類框架結(jié)構(gòu)和低層建筑的內(nèi)外墻及建筑物的屋面保溫層等。

GY板的設(shè)計是通過鋼絲網(wǎng)的合理結(jié)構(gòu)把荷載分布在組成鋼絲網(wǎng)的鋼絲上，并充分利用鋼絲的良好抗拉特性和混凝土的抗壓性能，以及中間采用的高效保溫材料，使這種鋼絲網(wǎng)巖棉夾芯復(fù)合板有效的利用多種材料的特點而顯現(xiàn)出一系列優(yōu)越性：質(zhì)量輕、承載力高、保溫性能好、防火能力好、隔聲性能好、抗凍融循環(huán)性能好、抗震性能好和造價低。

（3）GRC夾芯復(fù)合板

GRC夾芯復(fù)合板是用GRC作面層、中間復(fù)合輕骨料、構(gòu)成夾芯式的結(jié)構(gòu)板材。輕骨料是具有高熱阻的多孔保溫吸聲材料，如膨脹珍珠巖、聚苯乙烯泡沫板、結(jié)構(gòu)巖棉板等。這些具有高熱阻的多孔保溫吸聲材料使這種GRC夾芯復(fù)合板具有良好的熱工性能和聲學(xué)性能；GRC面層優(yōu)良的力學(xué)性能給復(fù)合板提供了保證，因而，GRC夾芯復(fù)合板具有GRC的特性，又有保溫絕熱的特性。根據(jù)GRC夾芯復(fù)合板可分為夾芯隔墻板和夾芯屋面（外墻）板。

1）夾芯隔墻板兩表面GRC的表面板厚度相同，中間夾以膨脹珍珠巖或聚苯乙烯泡沫塑料；從結(jié)構(gòu)形式可分為帶企口式和不帶企口式的；從面層材料可分為普通GRC夾芯復(fù)合板和輕質(zhì)GRC夾芯復(fù)合板。

2）夾芯屋面（外墻）板兩表面GRC的表面板厚度不同，外表面厚，內(nèi)表面薄，由于尺寸較大及做外墻和屋面時的荷載重，其板的周邊要做不同尺寸的肋，肋高取決于承載和跨距，以肋高作為板的總厚度。根據(jù)要求其保溫層厚度不同，不加保溫層的屋面板結(jié)構(gòu)形式相同，從結(jié)構(gòu)形式可分為有空氣層和無空氣層的兩種。

（4）彩鋼夾芯板

彩鋼夾芯板是通過自動成型機將彩色鋼板壓型后，在中間放置防火巖棉、發(fā)泡聚氨酯和擠壓聚苯乙烯泡沫塑料，經(jīng)加工而成的復(fù)合夾芯板。這種板板面色澤鮮艷，外形美觀結(jié)構(gòu)較新穎且輕質(zhì)高強，并具有隔熱、隔聲、防火防潮、阻燃等特點，施工時安裝迅速，應(yīng)用極為廣泛。是目前頗受歡迎的一種板材。

（5）玻璃鋼夾芯板

玻璃鋼夾芯板是以玻璃纖維增強塑料（即FRP）板材作為兩層表面板，中間填充聚氨酯泡沫塑料保溫材料而成的復(fù)合夾芯板。這種板材質(zhì)輕強高，剛度較好，且有保溫隔熱的功能，易于清洗，不易塌陷變形，與傳統(tǒng)板材相比起來，耐久性好，抗沖擊性強。一般可用于工業(yè)廠房、倉庫、冷庫以及可凈化廠房的吊頂、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、隔斷及凈化產(chǎn)品。也可用于大跨度屋面板、原有建筑物的加層、臨時辦公室、崗?fù)ぁ⑸痰甑取?/p>

（6）水泥聚苯板

水泥聚苯板是由聚苯乙烯泡沫塑料下腳料或廢聚苯乙烯泡沫塑料經(jīng)破碎而成的顆粒，經(jīng)水泥、水、以及相應(yīng)的助劑等材料，經(jīng)加工而成的新型保溫隔熱材料。這種板材保溫隔熱性能好、質(zhì)地較輕、耐水、難燃、施工方便、粘貼牢固，便于抹灰，價格也較低，由于具備以上優(yōu)點，適用于民用住宅、工業(yè)建筑的屋頂保溫，也可用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的外墻保溫施工。

2.其他節(jié)能保溫材料

我國目前提倡的節(jié)能建筑，是指采用新型墻體材料、其他節(jié)能材料和建筑節(jié)能技術(shù)，逐步達(dá)到國家民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的建筑。為節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，必須推廣使用節(jié)能建筑，必須采用建筑節(jié)能材料。以合理使用和發(fā)展節(jié)能材料為前提，以足夠的保溫絕緣材料為基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑節(jié)能，是一個必然的途徑。

節(jié)能保溫材料的品種可謂多樣化，一般可有多種分類。我們可按材質(zhì)、使用溫度、形態(tài)和結(jié)構(gòu)來分類。

節(jié)能保溫絕熱材料按材質(zhì)分，可有有機絕熱材料、無機絕熱材料和金屬絕緣材料等三類；按形態(tài)可分為多孔狀保溫絕熱材料、粉末狀保溫絕熱材料、纖維狀保溫絕熱材料和層狀保溫絕熱材料等。

（1）無機保溫絕熱材料

無機保溫絕熱材料主要以無機礦物質(zhì)為原料制成，可呈纖維狀、散粒狀或多孔構(gòu)造。這種材料可制成板狀、塊狀、片狀、卷材、管狀等各種形式的制品。無機保溫絕熱材料的體積密度較大、難燃、甚至可耐高溫，并不宜腐朽。用于熱力設(shè)備與管道的絕熱材料多為無機保溫絕熱材料，如珍珠巖、石棉、玻璃纖維等。

1）散粒狀無機絕熱材料

①膨脹珍珠巖及相應(yīng)制品

珍珠巖是一種天然的酸性玻璃質(zhì)火山巖。膨脹珍珠巖則是由珍珠巖經(jīng)破碎、預(yù)熱、燒結(jié)膨脹而得到的多孔粒狀，呈蜂窩泡沫狀，是一種白色或灰白色顆粒的絕熱材料。膨脹珍珠巖堆積密度較?。?0～300kg/m3）、導(dǎo)熱系數(shù)低（0.028～0.175W/m.k）、吸濕性小、無毒、無味、不腐、難燃，且具有吸聲較強、施工方便等特點。

膨脹珍珠巖可與適量的各種膠凝材料經(jīng)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)而制成各種板、塊、管、殼等制品。以水玻璃為膠凝材料制成的膨脹珍珠巖制品的體積密度要低于以水泥為膠凝材料制成的膨脹珍珠巖制品的體積密度。該種制品可用于保溫絕熱，也可用于吸聲材料。

②硅藻土及其制品

硅藻土是由水生硅藻類生物的殘骸堆積而成，是一種硅質(zhì)沉積巖，其主要由二氧化硅組成，也同時含有少量的氧化鈣、氧化鋁、氧化鐵和氧化鎂，其顏色為白、灰、灰白色或淺灰褐色。

硅藻土的體積密度低、孔隙率大、吸附能力較強、懸浮性能好，性能穩(wěn)定，故硅藻土及其制品廣泛用于工業(yè)和建筑工程上。由于其無毒無味、耐酸耐磨、隔聲隔熱等特點，可制作輕質(zhì)保溫板、保溫磚、保溫管等，也可在建筑工程上作為顏料、油漆、瀝青、塑料、橡膠的填料和水泥的添加劑，也可作混凝土的混合材料。

③膨脹蛭石及其制品

蛭石是一種層狀結(jié)構(gòu)，也是一種含鎂的水鋁硅酸鹽，其形狀似云母，是從天然礦物風(fēng)化蝕變而來的?？捎袎K狀、片狀和粒狀等狀態(tài)。蛭石經(jīng)燒結(jié)，體積極大膨脹，而其熱膨脹時又像水蛭蠕動，因而得其名。蛭石經(jīng)燒結(jié)膨脹后即為膨脹蛭石。

膨脹蛭石堆積密度?。?0～200kg/m3），導(dǎo)熱系數(shù)小（0.046～0.070W/m.k）、可使用溫度較高（1000～1100℃）、且不腐不蛀、但其吸濕性強，要注意防潮，以保證其保溫絕熱功能。

膨脹蛭石是以松散粒狀使用的可以填充于墻板、樓板和屋面的夾層中，以實現(xiàn)隔熱與吸聲的功能。也可與水泥、水玻璃等無機膠凝材料膠結(jié)，制成板材，用于墻板、樓板和屋面等構(gòu)件的隔熱。水泥膨脹蛭石制品多用85～90%的膨脹蛭石和15%的水泥，經(jīng)水拌和，澆制成形，再經(jīng)養(yǎng)護(hù)而成。水泥膨脹蛭石制品的體積密度為300～400kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.08～0.10W/m.k，耐熱溫度達(dá)600℃。水玻璃膨脹蛭石制品是以膨脹蛭石、水玻璃和適量的氟硅酸納配制而成。水玻璃膨脹蛭石制品的體積密度為300～400kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.079～0.084W/m.k，耐熱溫度高達(dá)900℃。

2）纖維狀無機絕熱材料

纖維狀無機絕熱材料多以礦棉、玻璃棉或石棉為主要原料而形成的產(chǎn)品。其特點主要是耐久、不燃、吸聲，且施工簡便、價格便宜。目前已廣泛應(yīng)用于住宅建設(shè)和熱工設(shè)備的表面。

①玻璃棉及其制品

玻璃棉是由石英砂、石灰石、白云石等天然礦石為主要原料，配合一些純堿、硼砂等化工原料熔成玻璃。在融化狀態(tài)下，借助外力吹制式甩成絮狀細(xì)纖維，纖維和纖維之間為立體交叉，互相纏繞在一起，呈現(xiàn)出許多細(xì)小的間隙。這種間隙可看作孔隙。噴制而成的纖維直徑在6um以下，長度在150㎜以下的人造無機纖維，組織蓬松，類似棉絮。若為高速離心制成的玻璃棉即為離心玻璃棉。因此，玻璃棉可視為多孔材料，具有質(zhì)感柔軟、色澤美觀、富有彈性，體積密度?。?00～150kg/m3），導(dǎo)熱系數(shù)低（為0.035～0.058W/m.k有良好的絕熱、吸聲性能，防潮不燃（含堿玻璃棉最高使用溫度300℃，不含堿玻璃棉最高使用溫度600℃。）

玻璃棉用作保溫材料，常制成絮狀、氈狀或條帶狀的制品，主要有玻璃棉氈、玻璃棉板、玻璃棉管套及一些異形制品。

玻璃棉制品主要用于45℃以下的重要的工業(yè)設(shè)備和管道的表面隔熱，也可用于運輸工具、工業(yè)與民用建筑中作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱或吸聲材料，尤其用于賓館、飯店、體育館、電視臺及冷藏、冷凍倉庫等公用設(shè)施的保溫、隔熱、吸聲、防火。

Ⅰ玻璃棉氈玻璃棉氈是玻璃棉添加膠粘劑，即加溫、固化成型的氈狀材料，是一種經(jīng)濟(jì)、輕型、易于安裝的隔熱吸聲材料，具良好的保溫絕熱、吸聲降噪的功能和良好的回彈性。玻璃棉氈可用作防水和增強材料，也可用作固定層或隔離層以及電絕緣和隔聲產(chǎn)品。玻璃棉氈具有所期望的尺寸穩(wěn)定性、防火性、耐久性和剛度，主要用于酒店、寫字樓、娛樂場所、室內(nèi)墻體及屋面等，也可用于冷庫工程和空調(diào)機房的保溫、保冷、隔聲、隔熱。

Ⅱ玻璃棉板玻璃棉板是超細(xì)棉氈用酚醛樹脂等膠粘劑粘合、并加溫加壓固化成型的板狀材料，表面可粘貼PVC膜材料，亦可粘鋁箔。玻璃棉板是一種高效能、高密度的隔熱、隔聲材料，抗拉壓強度良好，且具良好的彈性，吸聲系數(shù)大，阻燃，化學(xué)穩(wěn)定性好。主要用作屋頂保溫、保冷、吸聲材料、建筑物保溫、娛樂場所影劇院、電視臺、廣播電臺、實驗室吸聲處理。

Ⅲ玻璃棉管（套）玻璃棉管是超細(xì)玻璃棉加樹脂膠粘劑加溫固化而成管狀的保溫材料，表面可粘鋁箔。玻璃棉管具有輕質(zhì)、隔熱、防潮、隔聲、防潮、防輻射、經(jīng)濟(jì)、易于安裝等特點，主要適用于通風(fēng)、供熱動力、工業(yè)供熱、民用供熱及各種加熱冷卻管道、風(fēng)道、空調(diào)系統(tǒng)等管道的保溫、保冷、隔聲、隔熱等。

玻璃棉板經(jīng)過處理后可以制成吸聲吊頂板或吸聲墻板。一般常見將80-120kg/m3的玻璃棉板周邊經(jīng)膠水固化處理后外包防火透聲織物形成既美觀又方便安裝的吸聲墻板，常見尺寸為1.2m×1.2m、1.2m×0.6m、0.6m×0.6m，厚度2.5cm或5cm。也有在110Kg/m3的玻璃棉的表面上直接噴刷透聲裝飾材料形成的吸聲吊頂板。無論是玻璃棉吸聲墻板還是吸聲吊頂板，都需要使用高容重的玻璃棉，并經(jīng)過一定的強化處理，以防止板材變形或過于松軟。這一類的建筑材料既有良好的裝飾性又保留了離心玻璃棉良好的吸聲特性，降噪系數(shù)一般可以達(dá)到0.85以上。

在體育館、車間等大空間內(nèi)，為了吸聲降噪，常常使用以離心玻璃棉為主要吸聲材料的吸聲體。吸聲體可以根據(jù)要求制成板狀、柱狀、錐體或其他異型體。吸聲體內(nèi)部填充離心玻璃棉，表面使用透聲面層包裹。由于吸聲體有多個表面吸聲，吸聲效率很高。

在道路隔聲屏障中，為了防止噪聲反射，需要在面向車輛一側(cè)采取吸聲措施，往往也使用離心玻璃棉作為填充材料、面層為穿孔金屬板的屏障板。為了防止玻璃棉在室外吸水受潮，有時會使用PVC或塑料薄膜包裹。

②礦棉及其制品

礦棉一般有礦渣棉和巖石棉兩種。以冶金礦渣或粉煤灰為主要原料者稱礦渣棉，礦渣棉是采用高爐硬礦渣、銅礦渣和其他礦渣作原料，添加一些含氧化硅、氧化鈣的原料經(jīng)熔融吹制而成。而以玄武巖等巖石為主要原料者稱“巖棉”。巖石棉則是采用天然巖石（如玄武巖、輝綠巖等）為原料，經(jīng)熔融吹制而成的。

最早從夏威夷火山口得到的礦棉，稱為“法爾的頭發(fā)”。礦棉是將原料破碎成一定粒度后加助劑等進(jìn)行配料，再入爐熔化、成棉、裝包。成棉工藝有噴吹法、離心法及離心噴吹法三種。礦棉與粘合劑再經(jīng)成型、干燥、固化等工序可制成各種礦棉制品。礦棉及其制品質(zhì)輕、耐久、不燃、不腐、不受蟲蛀等，是優(yōu)良的隔熱保溫、吸聲材料。巖棉的最高使用溫度為700℃，礦渣棉的最高使用溫度為600℃，礦棉的體積密度與纖維直徑有關(guān)，比如一級品的礦渣棉在19.6KPa的壓力下，體積密度為100kg/m3。其導(dǎo)熱系數(shù)小雨0.044W/m.k。

在礦棉中加入其他具有各種特殊物理特性的膠粘劑，可制成多種制品，如礦棉保溫板、礦棉防水氈、礦棉保溫管、礦棉保溫帶、礦棉吸聲帶以及礦棉裝飾吸聲板等。礦棉制品可用于石油、電力、冶金、紡織、化工等領(lǐng)域的保溫材料，同時可用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔聲、建筑物吊頂及內(nèi)外墻的保溫與吸聲。

Ⅰ礦棉板礦棉板是以酚醛樹脂為膠粘劑粘結(jié)成型的板材。體積密度小于150kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為0.046W/m.k，板的耐火性好，吸濕性小，可代替高級軟木板用于冷庫及用于建筑物隔熱，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)保溫和建筑物的保溫隔熱。

Ⅱ礦棉氈礦棉氈是在熔融體形成纖維時，將熔融瀝青噴射到在纖維表面，再經(jīng)加壓制成。礦棉氈體積密度為135～160kg/m3。導(dǎo)熱系數(shù)為0.048～0.052W/m.k，最高使用溫度為250℃，適用于墻體和屋面的保溫。

③硅酸鋁纖維及其制品

硅酸鋁纖維也可稱為耐火纖維或陶瓷纖維。它屬于非晶質(zhì)纖維。硅酸鋁纖維是以硬質(zhì)粘土熟料或工業(yè)氧化鋁粉合成料為原料，經(jīng)電阻或電弧爐熔融、經(jīng)壓縮空氣噴吹成纖工藝生產(chǎn)而成。其主要成分為氧化鋁和二氧化硅。其特性是具有低導(dǎo)熱率、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，不含粘結(jié)劑和任何腐蝕性物質(zhì)。它耐高溫（熔溫在2000℃左右）熱容小，保溫性能好。我們目前主要有普通硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維、高鋁纖維和含鋁纖維，也包括其一些制品，均屬于中低檔產(chǎn)品。

硅酸鋁纖維可加工成毯、氈、板、紙、繩等制品，以及各種預(yù)制塊及組件。硅酸鋁纖維及其制品可直接應(yīng)用于油、氣、電為能源的各種工業(yè)窯爐的爐襯及熱力管道的隔熱保溫材料。可作為設(shè)備的夾層填充纖維澆注料、涂抹料原料真空成型制品原料。目前在建筑、化工、熱電、船舶等領(lǐng)域用作保溫、隔熱、防火、防潮、防腐、吸聲等材料。

④多晶氧化鋁纖維及其制品

晶質(zhì)陶瓷纖維的一種，纖維中Al2O3含量在72%-99%間，是一種多晶相共存的產(chǎn)品。多晶氧化鋁纖維是采用膠體工藝法，將鋁鹽制成溶液，通過加熱使其收縮，制成絲膠體，然后在特定條件下成纖和熱處理而獲得的。它是一種獨特的以莫來石晶相形式存在的多晶質(zhì)耐火纖維，是整個Al2O3·SiO2系陶瓷纖維中的一種。多晶氧化鋁纖維外觀呈白色，光滑、柔軟，極富彈性。猶如脫脂棉，使用溫度為1500－1600℃，高出玻璃態(tài)纖維200～300℃，是當(dāng)今國內(nèi)外最新型的超輕質(zhì)高溫耐火纖維，屬于高檔產(chǎn)品，常作成纖維塊、纖維氈和纖維板來應(yīng)用。

3）多孔類無機絕熱材料

①泡沫混凝土

泡沫混凝土是采用機械方法將含有泡沫劑的水溶液制成泡沫，再將泡沫加入到含有硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔材料，當(dāng)然也可用粉煤灰、石灰、石膏和泡沫劑制成粉煤灰泡沫混凝土；用輕骨料代替細(xì)砂生產(chǎn)輕質(zhì)保溫制品。

泡沫混凝土因其含有大量的微小封閉的氣泡，而孔隙率較高，故具有質(zhì)輕、保溫隔熱、隔聲耐水等特點，而且其施工的性能較好，可泵性好，是可用于墻體和屋面的保溫絕熱材料，同時也具有吸聲隔聲的功能。當(dāng)然也可用于軟土地基處理、補償?shù)鼗跬翂Φ鹊叵鹿こ?，同時也可制作夾芯構(gòu)件復(fù)合墻板。泡沫混凝土由于其不需進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，成本較低，同時由于泡沫混凝土的可塑性，可制成各種形狀，因而廣泛應(yīng)用于我國中小型企業(yè)。

②加氣混凝土

加氣混凝土是由水泥、石灰、粉煤灰和加氣劑經(jīng)配制而成的一種混凝土，是一種保溫絕熱性能良好的輕質(zhì)材料。加氣混凝土體積密度小，導(dǎo)熱系數(shù)比粘土磚小得多，因此是既能滿足墻體的熱工性能，又是墻體材料創(chuàng)新和節(jié)能的僅有的墻體材料。加氣混凝土的特點鮮明，材質(zhì)穩(wěn)定、材料來源非常廣泛，它同時具備了保溫隔熱、耐火隔聲等突出特點，加氣混凝土在加工制作工藝上的簡便和易于掌握，而且造價較低，這都為加氣混凝土的推廣使用打開了空間。

加氣混凝土與泡沫混凝土是不同的，盡管其外形相似。物理力學(xué)性能相似，熱工性能也相似。加氣混凝土與泡沫混凝土的不同點在于氣孔在混凝土制品內(nèi)部構(gòu)成的方式不盡相同。加氣混凝土是在混凝土拌合物中加入發(fā)泡劑，而形成多孔結(jié)構(gòu)。泡沫混凝土則是借助于機械的作用而形成的泡沫，在拌合物中混合均勻，當(dāng)其硬化后，自然形成多孔結(jié)構(gòu)。

③泡沫玻璃

泡沫玻璃最早是由美國彼茲堡康寧公司發(fā)明的，是由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡劑等，經(jīng)過細(xì)粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過高溫熔化，發(fā)泡、退火而制成的無機非金屬玻璃材料。它是由大量直徑為1～2毫米的均勻氣泡結(jié)構(gòu)組成。其中吸聲泡沫玻璃為50%以上開孔氣泡，絕熱泡沫玻璃為75%以上的閉孔氣泡，制品密度為160-220千克/立方米，可以根據(jù)使用的要求，通過生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)的變更進(jìn)行調(diào)整。

泡沫玻璃是一種性能優(yōu)越的絕熱（保冷）、吸聲、防潮、防火的輕質(zhì)高強建筑材料和裝飾材料，使用溫度范圍為零下196度到450度，A級不燃與建筑物同壽命，導(dǎo)熱系數(shù)為0.058，透濕系數(shù)幾乎為0。雖然其他新型隔熱材料層出不窮，但是泡沫玻璃以其永久性、安全性、高可靠性再低熱絕緣、防潮工程、吸聲等領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位。它的生產(chǎn)是廢棄固體材料再利用，是保護(hù)環(huán)境并獲得豐厚經(jīng)濟(jì)利益的范例。

熔巖泡沫玻璃：用珍珠巖、黑曜巖等天然熔巖或工業(yè)廢渣作基礎(chǔ)原料，也可加入一定量的玻璃粉，以降低發(fā)泡溫度，用芒硝等作發(fā)泡劑制成的泡沫玻璃。一般可作建筑及工業(yè)設(shè)備的保溫材料和墻體材料等。

因其在低溫深冷、地下、露天的環(huán)境中使用，同時也可在易燃、易潮及有化學(xué)腐蝕的劣化環(huán)境中使用，使用時能保證安全可靠、經(jīng)久耐用，故稱為“永不用更換的隔熱材料”。

④微孔硅酸鹽及其制品

微孔硅酸鈣是一種新型絕熱保溫材料，可用65%的硅藻土、35%的石灰，再加入前兩者總重量的5%的石棉、水玻璃與水，經(jīng)拌和、成型、蒸壓處理和烘干等工藝而制成。它具有體積密度低（250kg/m3）。導(dǎo)熱系數(shù)低（0.041W/m.k）、抗折、抗壓強度高、耐熱性好、無毒不燃、可鋸切、易加工、不腐蝕管道和設(shè)備等優(yōu)點，是目前最受電力、石油、化工、冶金等部門歡迎的新型硬質(zhì)保溫材料。

微孔硅酸鈣制品由硬鈣石型水化物，增強纖維等原料混合，經(jīng)模壓高溫蒸氧工藝制成瓦塊或板；可與建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可用于管道的保溫。微孔硅酸鈣制品具有耐熱度高、絕熱性能好、強度高、耐久性好、無腐蝕、無污染等優(yōu)點。特別近幾年城市集中供熱采用的地下直埋管道工藝，選用硅酸鋁、硅酸鈣、聚氨酯復(fù)合保溫；增加了保溫材料的性能，提高了管道的使用壽命。減少了地上附著物，增加了城市美化。

（2）有機保溫絕熱材料

1）泡沫塑料

泡沫塑料是以各種樹脂為基料，加入一定量的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助材料，經(jīng)加熱發(fā)泡而成的。它是一種絕熱、保溫、吸聲、防振的材料。其發(fā)泡方法有三類，即機械發(fā)泡、物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡等。機械發(fā)泡是通過機械的強力攪拌促使其發(fā)泡的方法；物理發(fā)泡是通過壓縮使該產(chǎn)品的中易揮發(fā)部分揮發(fā)或液化氣體氣化發(fā)泡的方法；化學(xué)發(fā)泡則是通過物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣泡的方法。

由于泡沫塑料內(nèi)部多微小氣孔的特征，故其有體積密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、隔熱隔聲性能好、易加工成型等優(yōu)點。在建筑的外墻保溫過程中，已廣泛應(yīng)用。

泡沫塑料都是以其所用樹脂來命名的，如聚乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、環(huán)氧樹脂泡沫塑料等。在建筑工程中，非常廣泛的使用泡沫塑料，既可作為復(fù)合墻板和屋面板的芯層，又可作于冷庫和包裝，發(fā)展前景極為廣闊。

現(xiàn)在分別簡介如下：

①聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）

聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）是以聚苯乙烯樹脂為原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的。該種塑料內(nèi)部存有大量的封閉氣泡，孔隙率可達(dá)98%，質(zhì)輕（體積密度10～20kg/m3）、絕熱（導(dǎo)熱系數(shù)0.038～0.047W/m.k）、絕緣、吸水性小、耐低溫是這類塑料的特點。聚苯乙烯泡沫塑料按其性質(zhì)可有普通型和滯燃型；按用途分，可有保溫板、防凍保暖管、保鮮保溫箱和各種防振包裝材料；按外形分，可有圓管、板材、箱形等。

聚苯乙烯泡沫塑料板聚苯乙烯泡沫塑料板主要采用可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為原料，經(jīng)加熱預(yù)發(fā)泡后在模具中加熱成型為板材。有普通型和滯燃型。該種板材有質(zhì)輕、隔熱、吸水性小、耐低溫等特點，主要用于建筑物的外墻保溫和冷庫保溫。

擠塑聚苯乙烯保溫板擠塑聚苯乙烯保溫板是以聚苯乙烯樹脂為原料，由特殊工藝連續(xù)擠出發(fā)泡成型的硬質(zhì)板材。由于有特殊工藝，其擠壓形成的均勻表層以及封閉孔式的蜂窩結(jié)構(gòu)使該種板材有較好的保溫絕熱性能，良好的抗?jié)穹莱毙阅?、抗壓強度性能和抗老化能力。較之聚苯乙烯泡沫塑料板，其強度、保溫絕熱、吸水率、抗水汽滲透性等均有較大提高。在浸水條件下，該板材的抗壓強度和保溫絕熱性能均能得以保持，尤其是用于建筑物的保溫、絕熱、防潮處理。

聚苯顆粒保溫砂漿聚苯顆粒保溫砂漿是一種新型墻體保溫材料。它是由聚合物保溫膠粉作凝結(jié)材料，與聚苯顆粒（也可用回收的舊聚苯板經(jīng)機械破碎而形成的顆粒）經(jīng)一系列加工拌和而成的膏狀抹灰砂漿，它涂抹于墻體即可形成良好的保溫隔熱層，故可用于各種房屋建筑的內(nèi)外墻的保溫工程。若遇到有質(zhì)量缺陷的墻體，施工時墻面無需找平修補，直接采用該種砂漿找補即可。聚苯顆粒保溫砂漿的體積密度不大于220kg/m3，極端使用溫度為-50～75℃，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.07W/m.k，且具質(zhì)輕、保溫隔熱，防火阻燃、耐磨透氣，耐腐蝕、抗裂性能好等特點，是一種較理想的墻體保溫材料。

②硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料硬質(zhì)聚氨酯（PU）泡沫塑料是一種含有無數(shù)微小封閉氣泡的高分子合成材料，它既可用于防水，又可用于保溫絕熱，是一種功能眾多的新型材料。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，簡稱聚氨酯硬泡，它在聚氨酯制品中的用量僅次于聚氨酯軟泡。

聚氨酯硬泡多為閉孔結(jié)構(gòu)，具有絕熱效果好、重量輕、比強度大、施工方便等優(yōu)良特性，同時還具有隔音、防震、電絕緣、耐熱、耐寒、耐溶劑等特點，廣泛用于冰箱、冰柜的箱體絕熱層、冷庫、冷藏車等絕熱材料，建筑物、儲罐及管道保溫材料，少量用于非絕熱場合，如仿木材、包裝材料等。一般而言，較低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔熱（保溫）材料，較高密度的聚氨酯硬泡可用作結(jié)構(gòu)材料（仿木材）。

聚氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡，成型工藝比較簡單。按施工機械化程度可分為手工發(fā)泡及機械發(fā)泡；按發(fā)泡時的壓力可分為高壓發(fā)泡及低壓發(fā)泡；按成型方式可分為澆注發(fā)泡及噴涂發(fā)泡。

聚氨酯硬泡主要用途有以下方面：

Ⅰ食品等行業(yè)冷凍冷藏設(shè)備：如冰箱、冰柜、冷庫、冷藏車等，聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設(shè)備的最理想的絕熱材料。

Ⅱ工業(yè)設(shè)備保溫：如儲罐、管道等。

Ⅲ建筑材料：在歐美發(fā)達(dá)國家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的一半左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中國，硬泡在建筑業(yè)的應(yīng)用還不像西方發(fā)達(dá)國家那樣普遍，所以發(fā)展的潛力非常大。在建筑業(yè)它廣泛應(yīng)用于高級住宅、賓館、冷庫、倉庫等大型工程的屋面、內(nèi)外墻的保溫絕熱等方面。

當(dāng)然它還可用于交通運輸業(yè)：如汽車頂篷、內(nèi)飾件等。也可仿木材，高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結(jié)構(gòu)泡沫塑料，又稱仿木材，具有強度高、韌性好、結(jié)皮致密堅韌、成型工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點，強度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各類高檔制品。

③聚氯乙烯泡沫塑料聚氯乙烯泡沫塑料是以聚氯乙烯樹脂為主體，加入適量的發(fā)泡劑及其它添加劑，經(jīng)過捏合、球磨、成型和發(fā)泡而制成，是一種使用較早的泡沫塑料。分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類，而以軟質(zhì)居多。泡沫孔也可制成開口孔和閉口孔。硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料一般為均勻的閉孔結(jié)構(gòu)。它具有良好的機械性能和沖擊吸收性；是一種閉孔型柔軟的泡體；其體積密度在0.05～0.1g／cm3之間；導(dǎo)熱系數(shù)?。?.031～0.045W/m.k）化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐蝕性強；不吸水，不易燃燒，價格便宜。但它的耐候性差，有一定毒性等。

聚氯乙烯泡沫塑料是一種較普通的緩沖材料，可制成盒、箱等包裝容器，也可制成襯墊、襯板等，用以包裝一般物品。建筑業(yè)主要用作保溫隔熱、隔聲及防振材料。

④酚醛泡沫塑料酚醛（PF）泡沫塑料是一種性能優(yōu)越的防火、隔熱、隔音、輕質(zhì)節(jié)能材料，其導(dǎo)熱系數(shù)低，密度最低僅為30～40kg/m3，泡沫的難燃程度是目前廣泛使用的聚苯乙烯（PS）、聚氨酯（PU）等泡沫材料所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的。據(jù)測試：25毫米厚的酚醛泡沫平板用溫度1700℃火焰噴射10分鐘，表面僅略有炭化卻沒有被燒穿，既沒有著火，更沒有散發(fā)濃煙和毒氣。因此，酚醛泡沫塑料以其綠色、安全、經(jīng)濟(jì)的特性，成為新型的建筑保溫材料，也被業(yè)內(nèi)人士譽為“保溫之王”。

酚醛泡沫塑料材料尺寸穩(wěn)定性好，可模制，亦可機械加工，其制品有板、管殼、型鋼套板及各種異型制品。廣泛用于中央空調(diào)風(fēng)管、冷熱輸送管道、潔凈廠房、商場、輕質(zhì)體快裝房、墻體保溫、防火門夾芯填充等需要使用防火防潮、保溫絕熱、潔凈材料的部位。在建筑物上，主要用于建筑隔墻、外墻復(fù)合板、吊頂天花板、吸聲板、及各種建筑保溫保冷。

2）軟木及其制品

軟木原料為栓皮櫟或黃菠蘿樹皮，膠料為皮膠、瀝青或合成樹脂，其工藝過程為：不加膠料的，可將樹皮軋碎、篩分、模壓、烘焙（400℃左右）而成；加膠料的，在模壓前加入膠料，在80℃的干燥室中干燥一晝夜而制成。因為軟木內(nèi)含大量微小的封閉氣泡，并含大量的樹脂，故其導(dǎo)熱系數(shù)較?。?.046～0.070W/m.k），體積密度?。?50～350kg/m3），而且防腐性和防水性好，使用軟木可制成碳化軟木板，常用于冷庫的低溫保冷，軟木也可作填充之用。

3）木絲板

木絲板是以木材的下腳料經(jīng)機械加工制成均勻木絲，再加入水玻璃溶液與普通水泥混合，經(jīng)成型、冷壓、干燥、養(yǎng)護(hù)而制成。體積密度300～600kg/m3，抗彎強度為0.4～0.5MPa,導(dǎo)熱系數(shù)為0.11～0.260W/m.k。木絲板多用作天花板、隔墻板或護(hù)墻板。

4）蜂窩板

蜂窩板是由兩塊較薄的表板，牢固地粘結(jié)在蜂窩芯材兩面而制成的板材。也稱蜂窩夾層板。蜂窩芯材通常用浸漬過的酚醛、聚酯等合成樹脂的牛皮紙、玻璃布或用鋁片，經(jīng)加工粘合成六角形空腹的整塊芯材，表板為浸漬過樹脂的牛皮紙、玻纖布、膠合板、纖維板、石膏板等。面板必須采用合適的膠粘劑與芯材牢固地粘合在一起，才能顯示出蜂窩板的優(yōu)異特性，即具有比強度大、導(dǎo)熱性低和抗震性好等多種功能。當(dāng)兩塊表板均為鋁板或鋼板時，稱其為鋁蜂窩板或鋼蜂窩板；當(dāng)其中一塊表板分別為石材、鈦合金板、搪瓷板、木材、玻璃鋼或塑料時，則分別稱其為石材蜂窩板、鈦合金蜂窩板、搪瓷蜂窩板、木材蜂窩板、玻璃鋼蜂窩板。

3.其他材料

塑料是以合成或天然高分子樹脂為基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑劑、固化劑、著色劑及其他助劑等，在一定條件下經(jīng)混煉、塑化成型，在常溫常壓下能保持產(chǎn)品形狀不變的材料。

（1）合成高分子樹脂的種類、特性及應(yīng)用：合成高分子樹脂按受熱性能的不同可分為熱塑型樹脂和熱固型樹脂。熱塑型樹脂受熱軟化，冷卻硬化，這一過程可多次反復(fù)。熱固型樹脂則加工時受熱軟化，但固化成型后，即使再加熱，也不會發(fā)生軟化而改變形狀。

1）熱塑型樹脂：聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚甲基丙烯酸甲酯（即有機玻璃）（PMMA）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚醋酸乙烯（PVAC）、聚碳酸酯（PC）等。

2）熱固型樹脂：酚醛樹脂（PF）、環(huán)氧樹脂（EP）、不飽和酯（UP）、聚氨酯（PUP）、有機硅樹脂（S1）、脲醛樹脂（UF）、聚酰胺（即尼龍）（PA）、三聚氰胺甲醛樹脂（MF）、聚酯（PBT）等。

塑料具有質(zhì)輕、絕緣、耐腐、耐磨、絕熱、隔聲等優(yōu)良性能，而且加工性能好、裝飾性優(yōu)異。但也有耐熱性差、易燃、易老化、剛度小，熱膨脹性大等缺點。

塑料在建筑上可作為裝飾材料、絕熱材料、吸聲材料、防火材料、墻體材料、管道及衛(wèi)生潔具等。

（2）塑料管道

1）硬聚氯乙烯（PVC-U）管

特性：通常直徑為40～100mm。內(nèi)壁光滑阻力小、不結(jié)垢、無毒、無污染、耐腐蝕。使用溫度不大于40℃，故為冷水管?？估匣阅芎?、難燃，可采用橡膠圈柔性接口安裝。

應(yīng)用：用于給水管道（非飲用水）、排水管道、雨水管道。

2）氯化聚氯乙烯（PVC-C）管

特性：高溫機械強度高，適于受壓的場合。使用溫度高達(dá)90℃左右，壽命可達(dá)50年。安裝方便，連接方法為溶劑粘接、螺紋連接、法蘭連接和焊條連接。阻燃、防火、導(dǎo)熱性能低，管道熱損少。管道內(nèi)壁光滑，抗細(xì)菌的孽生性能優(yōu)于銅，鋼及其他塑料管道。熱膨脹系數(shù)低，產(chǎn)品尺寸全（可做大口徑管材），安裝附件少，安裝費用低。但要注意使用的膠水有毒性。

應(yīng)用：冷熱水管、消防水管系統(tǒng)、工業(yè)管道系統(tǒng)。

3）無規(guī)共聚聚丙烯管（PP-R管）

特性：無毒，無害，不生銹，不腐蝕，有高度的耐酸性和耐氯化物性。耐熱性能好，在工作壓力不超過0.6MPa時，其長期工作水溫為70℃，短期使用水溫可達(dá)95℃，軟化溫度為140℃。使用壽命長達(dá)50年以上。耐腐蝕性好，不生銹，不腐蝕，不會孽生細(xì)菌，無電化學(xué)腐蝕，保溫性能好，膨脹力小。適合采用嵌墻和地坪面層內(nèi)的直埋暗敷方式，水流阻力小。管材內(nèi)壁光滑，不會結(jié)垢，采用熱熔連接方式進(jìn)行連接，牢固不漏，施工便捷，對環(huán)境無任何污染，綠色環(huán)保，配套齊全，價格適中。

缺點是管材規(guī)格少（外徑20～110mm），抗紫外線能力差，在陽光的長期照射下易老化。屬于可燃性材料，不得用于消防給水系統(tǒng)。剛性和抗沖擊性能比金屬管道差。線膨脹系數(shù)較大，明敷或架空敷設(shè)所需支吊架較多，影響美觀。

應(yīng)用：飲用水管、冷熱水管。

4）丁烯管（PB管）

特性：較高的強度，韌性好，無毒。其長期工作水溫為90℃左右，最高使用溫度可達(dá)110℃。易燃，熱脹系數(shù)大，價格高。

應(yīng)用：飲用水、冷熱水管。特別適用于薄壁小口徑壓力管道，如地板輻射采暖系統(tǒng)的盤管。

5）交聯(lián)聚乙烯管（PEX管）

普通高、中密度聚乙烯（HDPE及MDPE）管，其大分子為線型結(jié)構(gòu)，缺點是耐熱性和抗蠕變能力差，因而普通PE管不適宜使用高于45℃的水。交聯(lián)是PE改性的一種方法，PE經(jīng)交聯(lián)后變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯（PEX），大大提高了其耐熱性和抗蠕變能力；同時，耐老化性能、力學(xué)性能和透明度等均有顯著提高。

分類：PEX分為A、B、C三級：PEX-A（交聯(lián)度>70%）、PEX-B（交聯(lián)度>65%）、PEX-C（交聯(lián)度>60%）。

交聯(lián)度低或無交聯(lián)度：塑料管較軟，韌性大；交聯(lián)度過高：塑料管較硬；無韌性；因此交聯(lián)度要適中，80%一90%之間較理想。

特性，無毒，衛(wèi)生，透明。有折彎記憶性、不可熱熔連接、熱蠕動性較小、低溫抗脆性較差、原料較便宜。使用壽命可達(dá)50年?？奢斔屠洹崴?、飲用水及其他液體。陽光照射下可使PEX管加速老化，縮短使用壽命，避光可使塑料制品減緩老化，使壽命延長，這也是用于地?zé)岵膳到y(tǒng)的分水器前的地?zé)峁茼毤颖芄庾o(hù)套的原因；同時，也可避免夏季供暖停止時光線照射產(chǎn)生水藻、綠苔，造成管路栓塞或堵塞。

應(yīng)用：主要用于地板輻射采暖系統(tǒng)的盤管。

6）鋁塑復(fù)合管

鋁塑復(fù)合管是以焊接鋁管或鋁箔為中層，內(nèi)外層均為聚乙烯材料（常溫使用），或內(nèi)外層均為高密度交聯(lián)聚乙烯材料（冷熱水使用），通過專用機械加工方法復(fù)合成一體的管材。

特性：長期使用溫度（冷熱水管）80℃，短時最高溫度為95℃。安全無毒，耐腐蝕，不結(jié)垢，流量大，阻力小，壽命長，柔性好，彎曲后不反彈，安裝簡單。

應(yīng)用；飲用水、冷、熱水管。

7）塑復(fù)銅管

塑復(fù)銅管為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為純銅管，外層覆高密度聚乙烯或發(fā)泡高密度聚乙烯保溫層。

特性：無毒，抗菌衛(wèi)生，不腐蝕，不結(jié)垢，水質(zhì)好，流量大，強度高，剛性大，耐熱，抗凍，耐久，長期使用溫度范圍寬（-70～100℃），比銅管保溫性能好?？蓜傂赃B接亦可柔性連接，安全牢固，不漏。初裝價格較高，但壽命長，不需維修。

應(yīng)用：主要用作工業(yè)及生活飲用水，冷、熱水輸送管道。第二篇施工技術(shù)篇

一、逆作法施工

（一）原理及優(yōu)缺點

逆作法：以基坑圍護(hù)墻和工程樁及受力柱作為垂直承重構(gòu)件，將主體結(jié)構(gòu)的頂板、樓板作為支撐系統(tǒng)（必要時加臨時支撐），采取地上與地下結(jié)構(gòu)同時施工，或地下結(jié)構(gòu)由上而下的施工方法，稱為逆作法。

1.逆作法分類

逆作法施工分為全逆作、半逆作和部分逆作法施工等三種方法。按冶金部的《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》（YB9258－1997）,其三類逆作法施工的含義如下：

（1）全逆作法

即利用地下各層鋼筋混凝土整體的肋形樓蓋對圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐的作法。

（2）半逆作法

即利用地下各層鋼筋混凝土整體的肋形樓蓋先期澆筑的交叉肋梁對圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成框格式水平支撐的作法。

（3）部分逆作法

即利用基坑內(nèi)沿四周暫時保留的局部土方對圍護(hù)結(jié)構(gòu)形成水平支撐，也即基坑中部采用正作法，基坑邊部采用逆作法。

所謂正作法，即從基坑底部開始，由下而上的順序施工的方法；而所謂逆作法則是從±0.00層板施工開始，自上而下的進(jìn)行基坑與基礎(chǔ)的施工。

2.“逆作法”施工的特點

（1）縮短工期

采用逆作法施工實際是可能地上與地下同時施工，同步作業(yè)，立體交叉，可較大幅度的縮短工期，目前國內(nèi)外逆作法施工技術(shù)的發(fā)展證明，相當(dāng)一部分工程的工期可縮短1/3。有的甚至還要超過這個比例。

（2）基坑變形小

由于逆作法采用的是封閉的地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可保證基坑的變形小，因而也對周圍環(huán)境和附近的建筑物（構(gòu)筑物）有較小的影響。這種封閉的地下圍護(hù)結(jié)構(gòu)可作為擋土墻，有擋土、防滲的作用，同時也可作為地下室的外墻，有一定承重作用。而地下室的柱、梁、板、墻又可作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐系統(tǒng)，這樣可避免基坑的較大變形。

（3）底板設(shè)計更趨合理

在通常采用的明挖開槽的施工中，當(dāng)基坑的開挖到達(dá)坑底的設(shè)計標(biāo)高時，應(yīng)立即澆筑底板的鋼筋混凝土，使地下室的底板能形成支撐，解決其施工期間地下室的抗浮問題。而采用“逆作法”施工，在地下室底板封底時，地上部分的主體施工已經(jīng)進(jìn)行了一段，上層結(jié)構(gòu)可部分地平衡施工時底板的可能有的浮力。同時，地板結(jié)構(gòu)的厚度和配筋量都可減少到合理的程度。

在城市中，對于要求及早恢復(fù)交通的工程，比如地鐵工程，就可以在采用逆作法施工時，能較快的恢復(fù)交通。結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理，可有好的效益也可對這些地段的店鋪帶來效益。

（4）節(jié)省支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐。

“逆作法”施工以墻、梁、樓板代替支撐，圍護(hù)結(jié)構(gòu)又可作為墻體，同正作法相比，就有一部分費用可節(jié)約。尤其采用全逆作法，因工期的縮短而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

“逆作法”的最大特點是利用柱下樁及周邊地下連續(xù)墻作為“逆作法”施工期間承重地上、地下結(jié)構(gòu)的荷載及其施工荷載，利用地下室樓板，作為基坑施工的支撐。其中柱樁的深度、柱徑與地下連續(xù)墻的深度、厚度須經(jīng)計算確定。

“逆作法”的以上特點解決好施工的關(guān)鍵技術(shù)和做好施工控制工作。這些技術(shù)工作主要為在封閉條件下土方如何開挖，樓板如何施工，以及柱的定位、墻的不均勻沉降。這些工作解決得好壞，關(guān)系到“逆作法”施工的成敗。

（二）施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)

“逆作法”圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般多采用地下連續(xù)墻，既作為檔土防滲結(jié)構(gòu)，又作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，即“兩墻合一”。此外，還有在鉆孔排樁檔土結(jié)構(gòu)的情況下采用逆作法的。

1.“逆作法”施工工藝

一般而言，很多工程在采用“逆作法”施工時，其均按以下施工程序施工：

（1）施工地下連續(xù)墻和中間支承柱的鉆孔灌注樁；

（2）開挖地下一層土方，構(gòu)筑頂部圈梁、杯口、腰梁、縱橫支撐，并施工一層樓板；

（3）施工地上各層梁、板、柱結(jié)構(gòu)，同時進(jìn)行地下二層的土方開挖。土方開挖完成后，

進(jìn)行樓板的施工（即進(jìn)行模板、鋼筋和混凝土的施工）。

（4）待底板養(yǎng)護(hù)一定時間，可繼續(xù)施工，重復(fù)以上施工過程，即地下挖土和施工相應(yīng)層的樓板，地上繼續(xù)進(jìn)行梁、板、柱結(jié)構(gòu)的施工。同時可穿插完成地下室內(nèi)部的隔墻等結(jié)構(gòu)工程；

（5）地上與地下同時進(jìn)行裝飾裝修與水電安裝工程。

2.地下墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求

對于地下